2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Frontier of Materials, Life and Elementary Particle Science Explored by Ultra Slow Muon Microscope |
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23108004
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
門野 良典 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (10194870)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
幸田 章宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (10415044)
井上 克也 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40265731)
足立 匡 上智大学, 理工学部, 准教授 (40333843)
西田 信彦 公益財団法人豊田理化学研究所, その他部局等, フェロー (50126140)
小嶋 健児 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (60302759)
小池 洋二 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70134038)
橋詰 富博 東京工業大学, 理工学研究科, 連携教授 (70198662)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 表面・界面 / ミュオンスピン回転 / 遷移金属化合物 / ナノ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き、2014年度も超低速ミュオン発生を待ちながらの準備研究が行われた。T’相銅酸化物超伝導体の研究では、非ドープT’相において表面近傍の乱れた弱い磁性の起源を探るためにT*相薄膜（門野・小嶋・幸田／連携：Krockenberger・山本）、およびバルクT’相銅酸化物（足立・小池／連携：藤森）の研究が行われた。非平衡状態渦糸状態の渦糸ダイナミクス研究では、磁場掃引や磁場中冷却非平衡状態で非平衡状態にある渦糸状態をSTM により観察し、第2種超伝導体の渦糸フロー状態を１秒周期で観察する手法を確立した（西田／連携：大熊、金子、平田）。遷移金属酸化物表面の研究では、SrTiO3基板表面における原子構造と電子状態を詳細に検討し、SrTiO3表面では酸化チタンの過剰吸着層が存在し、結晶対称性の破れによりチタン由来のd軌道の縮退が解け表面電子状態を形成していることを明らかにした（橋詰／連携・分担：一杉）。キラル磁性体の研究では、新たに有機キラル磁性体３種類（Mo(V)-Cu(II), W(V)-Cu(II)２種類）の合成に成功した。無機キラル磁性体では、FeGeでキラルドメインと磁場の関係について、またCrNb3S6で磁気抵抗効果、キラルドメイン閉じ込め効果について研究が進展した（井上、岸根／連携：秋光）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
T’相銅酸化物超伝導体の研究では、非ドープT’相の基底状態が強相関金属として理解できることが明らかになりつつあり、これを主題にしたシンポジウムが日本物理学会で開催された（門野・小嶋・幸田・足立・小池／連携：Krockenberger・山本、藤森）。非平衡状態渦糸状態の渦糸ダイナミクス研究では、Bi2Sr2CaCu2Oxの渦糸状態における緩和現象の統計的性質が地震現象に類似していることを見出した。またYNi2B2Cの渦糸フロー状態において結晶軸に対する渦糸の運動方向と速さを測定することに成功している（西田／連携：大熊、金子、平田）。SrTiO3表面において見出された結晶対称性の破れによるチタン由来のd軌道の表面電子状態の研究では、軌道の空間分布の観察により酸化物表面での触媒化学反応や、表面のみに発現する磁性や電気伝導のメカニズム、さらにこの表面を基板とするLaAlO3とのヘテロ界面の磁性の起源に迫る可能性が見え始めた（橋詰／連携・分担：一杉）。キラル磁性体の研究では、いよいよ磁気ドメインのダイナミクスを超低速ミュオンで研究する準備が整った（井上、岸根／連携：秋光）。
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| Strategy for Future Research Activity |
いずれの計画研究においても超低速ミュオンビーム利用による成果創出を目指す。研究対象としては(a)「薄膜で現れる銅酸化物の新しい超伝導相の解明」のテーマで電子ドープ系銅酸化物の非ドープ超伝導を調べる（門野、小嶋、幸田担当、連携：東京農工大・内藤方夫、NTT基礎研・山本秀樹、東大理・藤森淳）。また、昨年度にJ-PARCサイトから至近な場所（KEK東海キャンパス内）に導入・設置されたPLD製膜装置を用い、表面汚染・劣化を排した薄膜試料について超低速ミュオンμSRによる電子状態の研究を行う（足立、小嶋、門野担当、連携・公募：東北大・一杉太郎）。さらに、ホールドープ系銅酸化物および鉄系超伝導体における不均一な電子状態の解明を目指した実験を行う（小池、足立担当）。(b)「金属酸化物界面における擬二次元電子状態の新奇物性」のテーマでは、表面に数層の薄膜を成長した異種間界面を持つLaAlO3、SrTiO3、TiO2などの金属酸化物薄膜試料を超高真空移送容器でJ-PARCに輸送し、超低速μSR測定実験を行う（橋詰担当、連携・公募：東北大WPI・一杉太郎）。(c)「分子カイラル磁性体におけるメゾスコピックな新規新奇秩序の解明」のテーマでは、CrNb3S6等のカイラル磁性体で磁気ドメインソリトンのダイナミクスを観測する（井上担当、連携：放送大・岸根）。(d)「異方的超伝導の境界効果／トポロジカル絶縁体表面金属状態の新奇物性」、および(e)「超伝導薄膜における量子渦糸の動的秩序の解明」のテーマでは、STM/STSおよび電気伝導測定により渦糸ダイナミクスが調べられた超伝導体について、超低速μSRにより速い時間スケールの現象を、またBi2212系の不均一超伝導を調べる（西田担当、連携：物材機構・平田和人、東工大・大熊哲、井澤公一、金子真一、東大工・永長直人）。
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[Journal Article] An Effect of the Supercell Calculation on Muon Positions and Local Deformations of Crystal Structure in La2CuO42014
Author(s)
B. Adiperdana, E. Suprayoga, N. Adam, S. S. Mohd-Tajudin, A. F. Rozlan, S. Sulaiman, M. I. Mohamed-Ibrahim, T. Kawamata, T. Adachi, I. A. Dharmawan, R. E. Siregar, Y. Koike and I. Watanabe
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 551
Pages: 0120511～0120516
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Chiral Magnetic Soliton Lattice in MnSi2014
Author(s)
Y. Kousaka, N. Ikeda, T. Ogura, T. Yoshii, J. Akimitsu, K. Ohishi, J. Suzuki, H. Hiraka, M. Miyaga- wa, S. Nishihara, K. Inoue, and J. Kishine
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan: Conference Proceedings
Volume: 2
Pages: 0102051～0102056
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Bulk superconductivity in undoped T′-La1.9Y0.1CuO4 probed by muon spin rotation2014
Author(s)
K. M. Kojima, Y. Krockenberger, I. Yamauchi, M. Miyazaki, M. Hiraishi, A. Koda, R. Kadono, R. Kumai, H. Yamamoto, A. Ikeda, and M. Naito
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 89
Pages: 1805081～1805085
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Muon sites in La2CuO42014
Author(s)
Budi Adiperdana、足立匡、小池洋二
Organizer
The 13th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance (μSR2014) (Poster)
Place of Presentation
Grindelwald (Switzerland)
Year and Date
2014-06-01 – 2014-06-06
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